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脱落酸(ABA)作为一种受胁迫诱导的植物激素调控了植物很多植物生长发育过程,如种子休眠与萌发,植物根的生长,植物对逆境的响应等。由于脱落酸受体的高度冗余性,脱落酸受体一直无法确认,直到2009年,通过化学遗传学方法鉴定到脱落酸受体家族Pyrabactin Resistance1/PYR1-like(PYR1/PYL),Regulatory Components of ABARreceptors(RCAR)。另外,通过化学遗传方法已经筛选到了脱落酸受体激动剂Pyrabactin,Quinabactin(AM1),Mandipropamid。然而,脱落酸受体拮抗剂一直没有被发现。 通过高通量化学遗传学筛选,我们鉴定到了脱落酸功能拮抗剂ABA Antagonist1(AA1)。AA1能够解除脱落酸介导的种子萌发抑制。通过热成像技术及植物缺水胁迫实验,我们发现AA1既能够拮抗植物内源的ABA也能拮抗体外施加的ABA。AA1能够抑制ABA受体与PP2C的相互作用;并且,AA1对抑制受体与group A type2Cprotein phosphatase(PP2C)的相互作用存在浓度依赖性。微量热电泳实验及蛋白质热稳定实验证明,AA1能够与PYR/PYL/RCAR直接结合,且该结合能力不存在二聚体与单体的差异。AA1通过与受体的直接结合从而抑制其与PP2C的相互作用,从而解除了ABA依赖的受体对PP2C活性的抑制。 化学遗传学方法鉴定到了ABA受体,暗示其作为一种有效的新颖的遗传学方法可用于研究植物激素信号传导与种子萌发。我们通过高通量化学遗传学筛选,鉴定到了种子萌发抑制剂Germostatin(GS),GS能有效的抑制多种生态型的种子萌发。通过遗传学筛选GS不敏感突变体,我们鉴定到了Germostatin Resinstant1(gsr1)。GSR1编码一个PHD finger蛋白,通过体外pull-down实验,我们发现GSR1能够结合组蛋白H3K4。通过酵母双杂交筛选GSR1的相互作用蛋白,我们筛选到了IAA17,IAA17能够在体内与体外与GSR1相互作用。IAA17能够与转录因子ARF10/16相互作用,从而抑制ARF10/16的活性从而抑制生长素信号。进一步生化实验表明,GSR1能够与ARF16互作,并且GSR1能够拮抗IAA17与ARF16的相互作用,从而促进生长素信号。生理实验表明,axr3-1、arf10/16对GS有抗性,并且gsr1/axr3-1、gsr1/arf10/16的抗性较axr3-1,arf10/16强,暗示GSR1通过生长素信号传导调节种子萌发。进一步实验表明,小分子GS能够促进DⅡ-Venus降解,并促进DR5-GFP及相关生长素响应基因表达,从而促进生长素信号。另外,GS能够通过促进YUCCA1的表达,从而促进体内生长素的合成。gsr1与axr3-1,arf10/16一样表现出低度的休眠性,并且对生长素介导的种子萌发抑制具有明显的抗性。因此,通过小分子GS,我们鉴定到了生长素调节种子萌发的新的调控元件GSR1,其通过不同层面对生长素信号水平进行调节,从而调节种子休眠及萌发。